JPH028250B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は機器の振動や発生音を判定すること
により異常を検出する機器の異常検出装置に関す
る。

以下、発生音（騒音）を判定することによつて
モータの異常を検出する、従来の異常検出装置を
示す第１図について説明する。

図において、１は騒音判定の対象となるモー
タ、２はマイクロフオン、３は増幅器、４は周波
数分析器、５は周波数スペクトルの平均を求める
アペレージヤー、６は比較のための基準スペクト
ルを記憶するメモリ、７は差分回路、８は絶対値
回路、９は累積器、１０は判定回路、１１は制御
回路である。

次に動作について説明する。モータ１が回転し
て発する騒音は、マイクロフオン２によつて電気
信号に変換され、増幅器３によつて増幅された
後、周波数分析器４により周波数スペクトルａが
求められる。ここで言う周波数スペクトルは対象
の音の周波数成分の強度分布を意味する。得られ
た周波数スペクトルａは、アベレージヤー５によ
り所定の回数の平均が演算され平均スペクトルｂ
が求められる。平均スペクトルｂは、差分回路７
によつて基準スペクトルメモリ６よりの基準スペ
クトルＣとの差がとられ、絶対値回路８によつて
絶対値がとられた後、累積器９により全周波数の
総和値ｄが求められる。以下、この総和値を偏差
量と呼ぶ。偏差量ｄに判定回路１０で一定の値と
比較され、モータの良否が判定されて例えばラン
プのようなもので判定結果が表示される。これら
一連の動作は制御回路１１でコントロールされ
る。基準スペクトルｃとしては通常多数の良品の
周波数スペクトルの平均を用いたり、設計データ
から作成したものが用いられる。

尚、アベレージヤーによつて周波数スペクトル
の平均演算を行なつているのは、サンプリングさ
れる入力騒音にはバラツキが存在するためで、平
均する事により信頼性よく基準スペクトルと比較
できるようにするものである。

第２図は従来装置による判定例を示し、図にお
いて実線は対象の周波数スペクトル、点線は比較
判定用の基準スペクトルである。図のａは良品の
場合で、対象の周波数スペクトルは基準スペクト
ルとよく似ている。それに対し図のｂは不良品の
場合で、特別な異常成分を持つている。図におい
て斜線を付した部分の面積が基準スペクトルとの
偏差量ｄを表わす。図のように不良品の偏差量の
方が良品の偏差量に比べて大きく、適当な閾値を
設定すれば対象の良否判定を自動的に行なえるこ
とがわかる。

尚、上記説明において、累積器９は単に全周波
数の総和を求めるとしたが、周波数別に重みづけ
した和をとつたり、各周波数別に２乗した２乗和
をとるなど判定対象に応じて様々の工程が行なわ
れるのが普通である。

また、本構成の絶対値回路８を非負回路（入力
が負の値のとき出力を０とする回路）に置換え、
対象の周波数スペクトルが基準スペクトルを越え
る部分についての総和を求めるようにしてもよ
い。但し、この場合は基準スペクトルは良品の各
周波数における限度値を与えるようにしなければ
ならない。

このようにして対象の騒音による判定が自動的
に行なわれるが、上記構成では対象の騒音検出時
に外部の騒音が対象の騒音に比較して大きいと、
正しい騒音の判定が妨げられる。第２図のｃとｄ
は外部騒音が大きいときの判定例であり、それぞ
れ良品の場合と不良品の場合の判定例であるが、
どちらも外部騒音によつて偏差量が大きくなつて
おり、これでは正しく判定することはできない。

本発明は上記のような欠点を除去し、外部の環
境条件が突発的に変化しても正確に判定を行なう
ことができる異常検出装置を提供することを目的
としている。

以下第３図に示すこの発明の一実施例について
説明する。図において、１は騒音検査の対象とな
るモータ、２はマイクロフオン、３は増幅器、４
は周波数分析器、５はアペレージヤー、６は基準
スペクトルを記憶しておくメモリ、７は差分回
路、８は絶対値回路、９は累積器、１０は判定回
路、１１は制御回路、１２は外部騒音検出用マイ
ク、１３は増幅器、１４は振幅監視回路である。

次に動作につき説明する。モータ１が回転して
発する騒音は従来例と同様にマイクロフオン２、
増幅器３、周波数分析器４により、周波数スペク
トルａが求められ、アベレージヤー５で所定回数
の平均スペクトルｂが演算され、基準スペクトル
メモリ６、差分回路７、絶対値回路８、累積器９
により基準スペクトルｃと比較されて偏差量ｄが
求められ、判定回路１０により、良否判定され
る。そして、これら一連の動作は制御回路１１に
よりコントロールされる。しかし、マイクロフオ
ン２によつて入力される音にはモータ騒音だけで
なく、外部騒音も含まれており、外部騒音が突発
的に大きくなつたときの周波数スペクトルを用い
て平均スペクトルを求めたのでは正しく判定する
ことができない。そこで、本発明においては対象
の騒音以外の外部騒音を検出するマイクロフオン
１２を新たに設け、その信号を増幅器１３により
増幅し、振幅監視回路１４により振幅を監視し、
振幅が一定の値を越えているときは制御回路１１
に働きかけ、そのとき入力した周波数スペクトル
を平均に加えず、外部騒音が小さいときの周波数
スペクトルのみで平均スペクトルｂを求めるよう
にした。尚、突発的な外部騒音は通常、比較的短
時間に減衰するので、判定動作への影響はわずか
であると考えられる。

第４図は外部騒音の検出の例を示し、図のａは
増幅器１３の出力ｅであり、ｂは振幅監視回路１
４の出力ｆである。図ａのように信号の振幅が一
定値を越えたときは外部騒音によりモータ騒音の
判定に影響を与える可能性が大きいと考えられる
ので制御回路１１に対して図ｂのような平均演算
禁止信号を送出する。尚、ここで図ｂの信号は図
ａで検出される信号より幅が広くなつているが、
これは外部騒音が検出されてから一定期間は、た
とえ振幅が小さくなつても余韻によつて周波数ス
ペクトルが影響されていると考えられるためで、
ここでは、振幅監視回路に適当な時定数を持たせ
ている。

このようにして平均スペクトルｃを求めれば、
外部騒音に影響されることなく正しく判定でき
る。以上の説明においては、検査としてモータの
騒音検査を例にとつたが、本発明は特に対象を限
定するものではなく、またマイクロフオンを振動
ピツクアツプにすれば振動検査にも適用でき、一
般の機器における振動・騒音による検査に適用で
きることは言うまでもない。

なお、上記実施例では振幅監視回路によつて外
部騒音が大きいことを検出したが、第５図のよう
に周波数分析器１５によつて外部騒音の周波数ス
ペクトルｇを求め、外部騒音検出用基準スペクト
ルメモリ１６と差分回路１７とによつて外部騒音
検出用基準スペクトルｈと比較し、これを越えて
いるときに制御回路１１に働きかけ、平均演算を
禁止するようにしてもよい。尚この場合の外部騒
音検出用基準スペクトルｈとしては、平均スペク
トルとの比較判定用の基準スペクトルｃを共用す
るようにしてもよい。

また、周波数分析器のかわりに複数のバンドパ
スフイルタを使用し、各バンドパスフイルタの出
力に対して平均演算や基準との比較演算を行なつ
て判定させるようにしても同様の効果を奏する。

以上のように、本発明によれば判定対象機器の
振動又は発生音と共に外部の振動又は発生音を検
出し、この外部の振動又は発生音が判定に影響す
る所定値以上の場合、判定対象機の周波数スペク
トルの平均を求める動作を停止するようにしたの
で、外部環境に影響を受けることなく機器の異常
を正確に検出することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の装置を示すブロツク図、第２図
は判定例を示す周波数スペクトル図、第３図は本
発明の一実施例を示すブロツク図、第４図は外部
騒音の一例を示す図、第５図は本発明の他の実施
例を示すブロツク図である。 図において、１は被検出モータ、２はマイクロ
フオン、３は増幅器、４は周波数分析器、５はア
ベレージヤー、６は基準スペクトルメモリ、７は
差分回路、８は絶対値回路、９は累積器、１０は
判定回路、１１は制御回路、１２は外部騒音検出
用マイクロフオン、１３は増幅器、１４は振幅監
視回路、１５は周波数分析器、１６は外部騒音検
出用基準スペクトルメモリ、１７は差分回路、
尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 対象機器の振動又は発生音を電気信号に変換
   しその周波数スペクトルの平均値を求め、この平
   均値と基準値とを比較し上記対象機器の異常を検
   出する機器の異常検出装置において、上記機器の
   外部の振動又は発生音を検出する手段を備え、前
   記手段により検出された振動又は発生音が所定値
   以上のとき、上記周波数スペクトルの平均値を求
   める動作を停止するようにしたことを特徴とする
   機器の異常検出装置。